2020-2021备战中考物理杠杆平衡条件的应用问题综合题汇编附详细答案.docx

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1． 在我国古代书籍《墨经》中，对杠杆有精辟论述，并有许多巧妙的应用．如下图所示是在井上汲水的桔槔，下列对其在使用中正确的解释是A．桔槔是等臂杠杆，不省力也不费力B．向井内放送水桶时，人用的力气一定小于水桶的重力，所以省力C．桔槔是不等臂杠杆，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆D．往上提水时，人用的力气一定小于桶与水的总重，所以省力【答案】 D【解析】【分析】杠杆的分类：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂；要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（用力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比详解】AC．由图可见，桔槔是不等臂杠杆，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 AC 错误；B．向井内放送水桶时，人用的力通过杠杆原理，与石头的重力相关，一般比木桶的重力要大，故 B 错误；D．往上提水时，因为有石头帮忙，人的力气比水和桶的总重力小，故故选 D点睛】此题主要考查了对简单机械的认识，要掌握杠杆的要素D 正确2． 如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能平衡的是A．左右钩码各向支点移一格 B．左右各减少一个钩码C．左右各减少一半钩码 D．左右各增加两个钩码【答案】 C【解析】设杠杆的分度值为 L，一个钩码的重为 G．原来 4G2L=2G4L；左、右钩码各向支点移动一格，左边=4GL=4GL，右边=2G3L=6GL，左边＜右边，杠杆向右端下沉，A 不符合题意；左右各减少一个钩码，左边=3G2L=6GL，右边=G4L=4GL，左边＞右边，杠杆向左下沉，B不符合题意；左、右钩码各减少一半法码，左边=2G2L=4GL，右边=G4L=4GL，左边=右边，杠杆平衡；C 符合题意；左右各增加两个钩码，左边沉， D 不符合题意，故选=6G2L=12GL，右边C．=4G4L=16GL，左边＜右边，杠杆右边下3． 如图所示，在一个轻质杠杆的中点挂一重物，在杆的另一端施加一个动力F，使杠杆保持平衡，然后向右缓慢转动F 至水平方向，这一过程中（）A． F 先变小后变大C．动力臂逐渐变小B．F 逐渐变大D．动力臂逐渐变大【答案】A【解析】【分析】杠杆平衡条件及应用。

详解】杠杆在图中所示位置平衡，阻力（重物对杠杆的拉力）及阻力臂大小不变；动力F 由图中所示位置转动至水平方向的过程中，当动力F 的方向与杠杆垂直时，动力F 的力臂最长，因此动力F 的力臂先增大后减小，由杠杆平衡条件F1l1=F2l2 可知，动力 Ｆ 先变小后变大故选A点睛】中等题 .失分的原因是：①不知道动力 F 方向变化的过程中阻力和阻力臂的大小不变；②不会画动力 F 在不同位置时的动力臂；③不会利用杠杆平衡条件通过动力臂的变化分析出动力的变化；④不知道当动力 F 与杠杆垂直时，动力臂最大，动力 F 最小4． 如图甲是制作面团的情景，把竹竿的一端固定在绳扣中，人骑在另一端施加一个向下的大小为 F 的力，面团被不断挤压后变得更有韧性，图乙为压面团原理图．关于压面团过程的叙述正确的是（ ）A．面团对杆的作用力方向向下B．面团对杆的作用力大小等于 FC．面团被压扁说明力能使物体发生形变D． A 点向下移动的距离小于 B 点向下移动的距离【答案】 C【解析】【分析】【详解】A．杆对面团的作用力向下，面团对杆的作用力向上，故 A 错误；B．由于面团 B 点到支点 C 的距离小于 A 点到 C 的距离，根据杠杆定律 F1L1=F2L2，可知面团对杆的作用力大于 F，故 B 错误；C．面团被压扁说明力能使物体发生形变，故 C 正确；D． C 为支点， A 点向下移动的距离大于 B 点向下移动的距离，故 D 错误；故选 C。

5． 如图所示为等刻度轻质杠杆， A 处挂 4 牛的物体，若使杠杆在水平位置平衡，则在 B 处施加的力（ ）A．可能为 0.5 牛 B．一定为 2 牛 C．一定为 3 牛 D．可能是 4 牛【答案】 D【解析】【分析】【详解】设杠杆每小格的长度为 L，若在 B 点用垂直 OB 竖直向下的力使杠杆在水平位置平衡，此时所用的力最小，根据杠杆平衡条件 Fl F l 可得1 1 2 2Fmin 4L G 2L则有FminG 2L4N24L42N若在 B 点斜拉使杠杆在水平位置平衡，由杠杆平衡条件Fl1 1 F2l 2 可知F1F2l 2l1则此时杠杆左边的阻力与阻力臂的乘积不变，动力臂减小，故动力将增大，故若使杠杆在水平位置平衡，在 B 点施加的力F 2N故选 D6． 如图所示，为提升重物，现选用轻质杠杆，不考虑杠杆支点 O 点处的摩擦，每次利用杠杆把同一重物匀速提升相同高度，下列说法正确的是A．当重物悬挂在 A 点，动力作用在 C 点时，该杠杆一定是省力杠杆B．当重物悬挂在 C 点，动力作用在 B 点时一定比作用在 A 点时要省力C．无论重物挂在 A 点还是 B 点时，利用该机械所做的有用功都相等D．如果动力作用在 C 点且方向始终保持与杆保持垂直，则提升重物过程动力大小不变【答案】 C【解析】【分析】灵活运用杠杆平衡公式分析即可；【详解】AB ．不论重物悬挂在 A 点或 C 点，也不论动力作用在 C 点还是 B 点，判断杠杆是省力还是费力，需要根据杠杆平衡公式，不仅与力的作用点有关，还与力的方向有关，因此无法在只知道力的作用点的情况下判断是否省力，故 AB 错误；C．无论重物挂在 A 点还是 B 点时，由于物体质量相同，上升高度相同，则根据可知，该机械所做的有用功都相等，故 C 正确；W GhD．动力作用在 C 点且方向始终保持与杆保持垂直时，可得动力臂大小始终不发生变化，但由于物体上升，重物的阻力臂会逐渐减小，则由杠杆平衡公式可知动力会减小，故 D 错误。

7． 如图所示，杠杆可绕 O 点转动，力 F 作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直；在将杠杆缓慢地由位置 A 拉到位置 B 的过程中，力 F（ ）A．变大 B．变小C．不变 D．先变大后变小【答案】 A【解析】【分析】解答此题，首先要判断杠杆的五要素中，有哪些要素发生了变化，然后再利用杠杆的平衡条件进行分析详解】将杠杆缓慢地由位置 A 拉到位置 B，动力臂不变，阻力 G 的力臂变大，而阻力不变，根据杠杆平衡条件 Fl1 1 F2 l2 分析得出动力变大故选 A8． 如图所示为一轻质杠杆机翼模型固定在直杆上，它们总重 6N，直杆挂在杠杆上并保持与杠杆垂直同一弹簧测力计在不同情形下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡下列说法中正确的是（ ）A．测力计在 a 位置时的示数为 1.5NB．测力计从 a 位置转到 b 位置后，示数将会变小C．测力计在 a 位置时示数为 Fa，移至 c 位置时示数为 Fc，则 Fa∶ Fc=4∶1D．测力计在 c 位置时，对模型水平向右吹风，示数将会变大【答案】 C【解析】【分析】【详解】A．我们将杠杆左边受到的拉力定义为阻力，右边受到的拉力定义为动力因为动力臂为阻力臂的14，根据杠杆平衡条件Fl1 1F l 我们可以知道，动力应为阻力226N的 4倍，即为24N，A 选项错误，不符合题意；B．测力计 a 位置时，动力臂等于支点到力的作用点的距离；当测力计在 b 位置时，动力臂与支点到力的作用点的距离为直角三角形的一条直角边与斜边的关系，即测力计从 a 位置转到b 位置，动力臂变小了。

根据杠杆平衡条件Fl1 1F l 可以知道，在阻力与阻力臂22均不变的情况下，动力臂减小，要使杠杆继续平衡，动力应该增大B 选项错误，不符合题意；C．当测力计从a 位置转到c 位置时，动力臂变为原来的4 倍由杠杆平衡条件Fl1 1F2l 2可以知道，在阻力与阻力臂均不变的情况下，动力臂变为原来的4 倍，要使杠杆继续平衡，动力应变为原来的1，即Fa∶ Fc=4∶ 1C 选项正确，符合题意；4D．对模型向右吹风，根据流体压强与流速的关系可以知道，模型会受到一个向上的升力，即杠杆左边受到的拉力会减小根据杠杆平衡条件Fl1 1F2l2 可以知道，在力臂均不变的情况下，阻力减小了，要使杠杆继续平衡，动力也应减小D 选项错误，不符合题意故选 C9． 按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤，称为密度秤，其外形和普通的杆秤差不多，装秤钩的地方吊着体积为 1cm 3 的较重的合金块，杆上有表示液体密度数值的刻度，当秤砣放在 Q 点处时秤杆恰好平衡，如图所示当合金块完全浸没在待测密度的液体中时，移动秤。